无线传输与接入技术第六章 无线城域网

OFDM是多载波传输的一种特例。多载波传输是把数据流分解 成若干比特流，这样每个子数据流速率得以降低，用这样的低比 特速率形成的低速率符号再去调制相应的子载波，从而构成多个 低速率符号并行发送的传输系统。 OFDMA是一种基于OFDM技术的多址接入方式，它是利用OFDM中 子载波形成的子信道来划分不同用户的接入地址，从而实现对多 个用户上、下行信道分别实现数据流的传输。 （1）OFDMA参数。基本参数与OFDM相同 （2）OFDMA的数据单位。OFDMA系统中的数据单位也要从时域 和频域两方面进行定义。在频域上，带宽的调度是以子信道为单 位进行的。在时域上，OFDMA符号是最小调度单位。
图6-7
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
图6-8 图6TDD
FDD（频分双工）和TDD（时分双工）是蜂窝移动通信系统中 两种典型的双工方式。 （1）TDD方式下的OFDM帧结构。OFDM物理层支持基于帧的传输， 如图6-12所示。 （2）FDD方式下的OFDM帧结构。如图6-13所示。 与TDD模式类似，下行子帧同样是以前导码开始，随后是控制 信息以及一个一个数据突发包。与TDD方式不同的是，这些下行突 发包可以发送给不同类型的用户站SS。 （3）TDD方式下OFDMA帧结构。如图6-7所示 总之，从信道估计和同步角度分析，与TDD工作模式相比， FDD模式更适合于OFDM系统；而TDD系统具有更大的灵活性。所以 FDD模式和TDD模式各自具有不同的特点。
2. 连接服务器网络
连接服务器网络（CSN）由路由器、AAA代理服务器、用户数 据库、因特网网关等设备组成。它的主要功能包括因特网接入， 用户计费和结算，基于用户系统参数的QoS许可控制，ASN之间的 移动性管理，ASN和核心网之间、ASN与CSN之间的隧道建立与管理， 以及基于位置的服务和组播服务等。
第六章 无线城域网
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 WiMAX的基本概念及特点 WiMAX网络及其系统协议框架 WiMAX关键技术 移动性能管理 WiMAX的业务应用
6.1 WiMAX的基本概念及特点
WiMAX（World Interoperability for Microwave Access） 是一种可用于城域网的宽带无线接入技术。
6.1 WiMAX的基本概念及特点
2. WiMAX接入端组网方式
在WiMAX中可支持3种接入组网方式：点到点（P2P）、点到多 点（PMP）和Mesh组网方式。 （1）点到点宽带无线接入方式 （2）点到多点宽带无线接入方式 （3）Mesh组网方式：Mesh应用模式采用多个用户站SS以往状 网的方式扩大无线覆盖，其中有一个基站直接与城域网相连接， 而其他基站通过无线链路与该业务接入点（网关）连接，进而接 入互联网。
6.3 WiMAX关键技术
（3）OFDMA数据映射。在OFDMA系统中，上、下行链路的数据 映射过程有所不同。在其下行信道中，通常按以下步骤将数据映 射到OFDMA数据域。 （4）帧结构。图6-7所示为IEEE 802.16e定义的帧结构。 （5）OFDMA子载波应用模式。在OFDMA的符号结构中，存在3种 不同用途的子载波，分别适用于传输数据的数据子载波、用于信 道估计和同步的前导子载波和用于保护频带的空子载波，如图6-9 所示。
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
3. 网络参考点
各参考点的位置如图6-4所示。
图6-2
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
图6-3
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
图6-4
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
6.2.3 WiMAX协议栈
图6-5所示为WiMAX 802.16网络的协议栈参考模型。WiMAX 802.16系统由数据/控制平面与管理平面构成。其中管理平面中定 义的是能够与数据/控制平面中的实体进行交互的管理实体，它们 通过与外部的网络管理系统的协作工作，完成相关管理功能。数 据/控制平面主要负责保证的正确传输，因此除具有传输功能外， 还需要具有一些控制机制以保障传输的顺利进行。 WiMAX 802.16 标准定义了媒体接入控制（MAC）层和物理（PHY）层的规范。其 中MAC层又分为3个子层，分别是面向特定业务的汇聚子层（CS）、 MAC公共部分子层（MAC CPS）和安全子层。 协议栈的数据单元映射关系如图6-6所示。 WiMAX网络与其他网络的不同之处在于其中引入了联合优化的 思想，MAC层可通过物理层的SAP来收集相关信息，进而了解当前 网络的传输状态，便于对相关参数进行调整，甚至可以通过物理 层的SAP向物理层传输一些控制指令。
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
图6-5
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
图6-6
6.3 WiMAX关键技术
6.3.1 WiMAX物理层关键技术
WiMAX物理层支持多种新技术，如OFDM/OFDMA、FDD/TDD、自 适应编码调制、功率控制、同步、MIMO-OFDM。
1. OFDM/OFDMA
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
6.2.2 网络参考模型
WiMAX网络可分为不支持漫游的和支持漫游的网络结构，如图 6-2和图6-3所示。与图6-2相比，图6-3中增加了CSN之间的R5参考 点。需要说明的是，WiMAX规范不定义CSN和ASP之间的接口。
1. 接入服务网络
接入服务网络（ASN）由基站BS和接入网关（ASN GW）组成， 如图6-4中所示。可见ASN可以与多个CSN相连接，可为不同网络服 务提供商NSP的CSN提供无线接入服务。
1. WiMAX标准进展 2. IEEE 802.16的特点
（1）开销及投资成本小。 （2）应用频段非常宽。 （3）频谱利用率高。 （4）抗干扰方面优势明显。 （5）课实现现长距离下的高速接入。 （6）提供有效的QoS控制。
6.2 WiMAX网络及其系统协议框架
6.2.1 WiMAX网络
WiMAX网络结构如图6-1所示。
图6-1
6.1 WiMAX的基本概念及特点
1. WiMAX核心网络
WiMAX核心网络具有如下功能： （1）可满足不同业务及应用的QoS需求，充分利用端到端的网 络资源。 （2）具有可扩展性、伸缩性、灵活性和鲁棒性，能够满足电 信级组网要求。 （3）支持终端用户固定式、游牧式、便携式、简单移动和全 移动接入能力。 （4）具有移动性管理功能，如呼叫、位置管理、异构网络间 的切换、安全性管理和全移动模式下的QoS保障。 （5）支持与现有的3GPP/3GPP2/DSL等系统的互联。